В Писании говорится, что «Бог… создавший Землю, образовал ее для жительства» (Исаия 45:18) . Беспристрастное исследование планеты Земля убедит каждого студента в том, что за этим простым заявлением стоит огромное, потрясающее значение.
Земля
Одного мимолетного взгляда на планету Земля будет достаточно, чтобы понять, насколько она отличается от других известных нам планет. Даже если смотреть из космоса, планета Земля резко выделяется среди остальных семи планет нашей солнечной системы. Планета Земля отличается приятными ярко-голубым и белым цветами, тогда как все остальные планеты (а также их спутники) имеют непривлекательный красный, оранжевый или тускло-серый цвета. Более того, наша планета Земля – единственная из планет, вращающихся вокруг Солнца, на которой могла бы существовать и существует жизнь в известной нам форме.
Планета Земля состоит в основном из кислорода, железа, серы, кремния, магнезия, алюминия, кальция, водорода и никеля (вместе эти вещества составляют 98 % Земли). Остальные два процента включают более сотни других элементов. В отличие от любой другой планеты, планета Земля покрыта зеленой растительностью, огромнейшими зелено-голубыми океанами, на ней содержится более миллиона островов, сотни тысяч ручьев и рек, громадные массивы Земли, которые называются континентами, горы, ледниковые покровы и пустыни, которые придают Земле эффектное разнообразие цветов и текстур. Все другие известные планеты, если не принимать во внимание происходящих на них ужасных катастроф, в основном покрыты безжизненным слоем грунта или газа, который немного изменяется только благодаря слабому движению ветра или потоков воздуха. Совершенно бесплодная поверхность большинства планет разительно отличается от нашей планеты с ее яркими цветами – оттенками зеленого, голубого и белого, ведь поверхность всех других планет имеет тускло-серый или коричневый оттенок, и, зачастую, покрыта толстым слоем атмосферы.
В буквально каждой экологической нише поверхности нашей планеты можно найти какой-то из видов жизни. Даже в озерах чрезвычайно холодной Антарктики можно найти живых существ, с трудом различимых под микроскопом. В кусочках мха и лишайника обитают крохотные бескрылые насекомые и растут растения, цветущие каждый год. Жизнь на Земле присутствует везде – от самых верхних слоев атмосферы до дна океана, от самых холодных точек полюсов до самых жарких мест экватора. До сегодняшнего дня ни на одной другой планете не было найдено доказательств существования жизни.
Планета Земля имеет огромные размеры --8000 миль (12756 км) и обладает массой в 6.6 x 10 21 тонн. Планета Земля находится на расстоянии приблизительно в 93 миллиона миль от Солнца. Если бы Земля вращалась вокруг Солнца по своей орбите длиной в 584 миллионов миль быстрее, ее орбита стала бы более длинной, и Земля отдалилась бы от Солнца на большее расстояние. А если бы она слишком далеко отошла от небольшой обитаемой зоны, все виды жизни на Земле прекратили бы свое существование. Если бы планета Земля двигалась по своей орбите медленней, она бы приблизилась к Солнцу, что также привело бы к исчезновению жизни.
Путешествие Земли вокруг солнца, которое занимает 365 дней, 6 часов, 49 минут и 9.54 секунд (звездный год), всегда происходит с точностью до одной тысячной секунды! Если бы средняя годовая температура Земли изменилась хотя бы на несколько градусов, большинство форм жизни в конце-концов погибли бы от перегрева или замерзания. Такая перемена нарушила бы водно-ледный баланс, и другие важнейшие балансы, что привело бы к катастрофическим последствиям. Если бы планета Земля вращалась по своей оси медленнее, вся жизнь со временем вымерла бы либо от замерзания ночью (из-за недостатка солнечного тепла), либо от перегрева днем (из-за жары от солнца).
Солнце
Только одна миллиардная часть энергии, ежедневно производимой Солнцем, используется нашей планетой. Солнце обеспечивают ежедневно Землю энергией, сопоставимой с более 130 триллионов лошадиных сил. Хотя, по всей вероятности, во Вселенной существует несколько сотен миллиардов галактик, и в каждой из них насчитывается около 100 миллиардов звезд, на каждый атом припадает 333 литров пространства, и это значит, что пустое пространство занимает большую часть вселенной!
Если бы Луна была более крупной, или находилась бы ближе к Земле, это привело бы к возникновению цунами, которые заливали бы долины и разрушали горы. Ученые считают, что если бы континенты находились на одном уровне, вода покрыла бы всю поверхность суши на глубину более двух километров ! Если бы Земля находилась под наклоном не в 23°, а, скажем, в 90° по отношению к Солнцу, у нас бы не было четырех времен года. А без смены времен года жизнь на земле не могла бы существовать – полюса находились бы в вечных сумерках, а испаряющаяся из океанов вода относилась бы ветром на северный и южный полюс, и замерзала там. Со временем, в полярных регионах скопились бы громадные континенты из снега и льда, а остальная часть Земли стала бы сухой пустыней. В конце концов, океаны исчезли бы с лица Земли и прекратились бы дожди. Вес накопленного льда на полюсах заставил бы планету выпучиться по линии экватора, и, в результате, вращение Земли коренным образом изменилось бы.
Чудо воды
Еще один пример, который проиллюстрирует жестокие изменения, которые могли бы наступить из-за изменений под воздействием внешних условий – это существование воды. Планета Земля – единственная известная нам планета с таким огромным скоплением воды -70% ее поверхности покрыто океанами, озерами и морями, окружающими огромные массивы суши. Лишь на немногих планетах есть вода, и она содержится там либо в форме влаги, парящей в виде пара на поверхности, либо в виде льда – но нигде нет таких огромных массивов жидкости, как на Земле.
Вода уникальна тем, что она может поглощать огромное количество тепла и это не вызывает значительных изменений ее температуры. Коэффициент теплопоглощения воды в более чем в десять раз превышает коэффициент теплопоглощения стали. На протяжении дня водные массивы Земли поглощают огромное количество тепла, и таким образом, на земле сохраняется относительно прохладная температура. Ночью вода отдает большое количество тепла, поглощенного за день, что, вместе с атмосферными эффектами, не позволяет поверхности Земли замерзнуть за ночь. Если бы на Земле не было того огромного количества воды, существовали бы намного более резкие перепады дневных и ночных температур . Многие части поверхности Земли нагревались бы днем настолько, что на них можно было бы кипятить воду, и те же самые части замерзали бы ночью настолько, что на них можно было бы замораживать воду. Так как вода является превосходным стабилизатором температуры, присутствие огромных океанов является жизненно важным условием для существования жизни на нашей планете.
Однако переизбыток воды на Земле также мог бы создать проблему. Большинство материалов расширяются при нагревании и сужаются при охлаждении. Поэтому если взять два предмета одинакового размера и состоящих из одного материала, тот предмет, который будет более холодным, будет иметь большую плотность. Возможно, это и не кажется нам проблемой, но это могло бы стать серьезной проблемой в случае с водой, если бы не одна редкая аномалия.
Вода, как и почти все другие вещества, сужается при остывании, однако в отличие от буквально всех других веществ (редкими исключениями являются также резина и сурьма), она сужается при охлаждении до 4° Цельсия, а потом – удивительным образом расширяется до момента замерзания. Если бы вода продолжала охлаждаться так же, как и все другие вещества, она становилась бы более плотной, и, в результате, опускалась бы на дно океана. Более того, превращаясь в лед, вода также опускалась бы на дно океана. Со временем, дно океана все больше покрывалось бы льдом, в то время как вода на поверхности продолжала бы замерзать, опускаться и копиться на дне.
Таким образом, благодаря этой аномалии, лед, формирующийся в морях, океанах и озерах, остается на поверхности, где солнце нагревает его на протяжении дня, а теплая вода снизу помогает ему растаять летом. Благодаря этому процессу, а также эффекту Кориолиса, из-за которого возникают океанические течения, большая часть океана находится в форме жидкости и это дает возможность бесчисленному количеству существ обитать в воде и подтверждает, что истинно, «Господь премудростью основал землю, небеса утвердил разумом»; (Притчи 3:19) .
Чудо воздуха
На суше же происходит обратное. Воздух, находящийся вблизи поверхности Земли, нагревается энергией солнца, а после нагревания воздух становится менее плотным и поднимается вверх. В результате возле поверхности Земли поддерживается такая температура, при которой возможно существование жизни. Если бы воздух при нагревании сжимался и становился более плотным, температура возле поверхности Земли была бы просто невыносимой – при такой температуре большинство форм жизни не смогли бы прожить долгое время. Температура же в нескольких метрах над поверхностью наоборот была бы очень низкой и большинство форм жизни также не смогли бы прожить при ней долгое время. На земле была бы очень тонкая прослойка атмосферы, пригодной для жизни, но даже и в ней жизнь не смогла бы продержаться долгое время, так как растения и деревья, необходимые для поддержания жизни, находились бы в «холодной зоне». Таким образом, у птиц не было бы места для жизни, еды, воды или кислорода. Но благодаря тому, что воздух поднимается вверх при нагревании, на Земле возможно существование жизни.
Движение теплого воздуха вверх от поверхности Земли создает воздушные течения (ветер), которые также являются очень важной частью экологической системы Земли. Они уносят углекислый газ из местностей, где он вырабатывается в чрезмерных количествах (например, в городах) и переносят кислород в те места, где он необходим (например, в густозаселенные центры).
Смесь газов, которые содержатся в незагрязненной человеческой деятельностью атмосфере, просто идеальна для жизни . Если бы их соотношение значительно отличалось (к примеру, было бы 17% кислорода вместо 21%, или было бы слишком мало углекислого газа, или атмосферное давление было бы намного выше или ниже), жизнь на Земле прекратила бы свое существование. Если бы слой атмосферы был бы намного тоньше, миллионы метеоров, которые сжигаются, не достигая Земли, попадали бы на землю и несли с собой смерть, разруху и пожары.
Окружающая среда, пригодная для жизни: адаптация или сотворение?
Если благодаря эволюции возникают формы жизни, способные обитать в соответствующих условиях окружающей среды, то почему же жизнь не распространилась в равной мере везде? Планета Земля намного лучше приспособлена для жизни, чем любая другая планета, но даже большая часть Земли имеет либо слишком жаркий, либо слишком холодный микроклимат. Жизнь не может существовать как слишком глубоко под землей, так и слишком высоко над ее поверхностью. На расстоянии во многие тысячи километров от центра Земли до края ее атмосферы, существует лишь несколько метров окружающей среды, пригодной для обитания большинства форм жизни, и, таким образом, почти все живые создания вынуждены жить в этом промежутке. Хотя в нашей солнечной системе только планета Земля создана пригодной для обитания (Исаии 45:18 ), даже на Земле лишь тонкая прослойка атмосферы пригодна для жизни большинства форм жизни, с которыми мы лучше всего знакомы – это млекопитающие, птицы и рептилии.
И эта прослойка буквально изобилует различными формами жизни. По оценкам ученых, в одном акре обычной фермерской почвы глубиной в 15 см содержится несколько тонн живых бактерий, около тонны грибков, 90 кг простейших одноклеточных организмов, около 40 кг дрожжевых грибов и практически столько же водорослей.
Выводы
Эту экстремально тонкую грань между окружающей средой, в которой жизнь может существовать и средой, где она не может существовать, можно проиллюстрировать одним фактом. По оценке ученых, изменение средней мировой температуры всего на пять градусов со временем серьезно повлияло бы на существование жизни на Земле, а более значительные изменения температуры могли бы быть губительными для жизни.
Эти допустимые отклонения ничтожно малы, и даже если во всей вселенной есть еще и другие планеты, весьма маловероятно, что они пригодны для жизни, так как для существования жизни требуются весьма жесткие условия.
Вероятность того, что планета будет нужного размера, что она будет находиться на нужном расстоянии от звезды нужного размера, и что будут соблюдены и все остальные условия, описанные в этой статье, невероятно мала - даже если учесть, что, возможно, вокруг большинства звезд вращаются множество планет, как считают многие ученые. Математическая вероятность того, что все эти и другие важные условия существования создались по стечению астрономических обстоятельств, составляет примерно несколько миллиардов к одному!
Ссылки и примечания
- Г. Гиллермо, Дж. В. Ричардз. Привилегированная планета: о том, как наша планета в космосе создана для открытий. Washington, DC: Regnery. 2004.
- П.Д. Ворд, Д. Вроули. Редкая планета Земля: Почему сложная жизнь необычна для Вселенной. New York: Copernicus. 2000
* Благодарю за помощь в написании этой статьи доктора Девида Джонсона, профессором химии из университета Спринг Арбор, и Роберта Лейнга, президента лабораторий «Клин Флоу».
Земля состоит из тех же веществ, что и другие планеты Солнечной системы. Однако только на ней сложились уникальные условия, благоприятные для возникновения жизни.
В июле 1997 г. марсоход «Соджорнер» («Компаньон») передал на Землю фантастические снимки Красной планеты. Детальное исследование Солнечной системы началось еще в 1960-х гг. С тех пор многие космические аппараты доставили на Землю образцы лунного грунта и огромное количество снимков объектов Солнечной системы, в том числе спутников, колец Сатурна и Урана, раскаленной атмосферы Венеры, красных пустынь Марса.
Рождение Солнечной системы
Где-то в рукавах Млечного Пути 4,5 млрд лет назад в центре газопылевого облака сформировался плотный вращающийся газовый шар, который под действием сил тяготения сжимался до тех пор, пока не разогрелся и не превратился в звезду, одну из сотен миллиардов других. Оставшийся материал (менее 1 % вещества) пустился в пляс вокруг новорожденной звезды и скоро принял форму тонкого диска из газа и пыли, образовав так называемую солнечную туманность. Из нее сформировались восемь планет, в том числе Земля.
Советский астроном Виктор Сафронов выдвинул в 1970 г. гипотезу, согласно которой планеты формировались в три этапа. На первом непродолжительном этапе (около 1000 лет) из пыли солнечной туманности образовалось множество твердых планетезималей (предшественников планет) диаметром 1-5 км. Солнечная система в то время была неспокойным местом: небесные тела постоянно сталкивались. На промежуточном этапе, в результате столкновения друг с другом и аккреции - слипания, подобного слипанию комка пыли при подметании пола, - планетезимали превращались в более крупные тела — протопланеты, зародыши планет. На последней стадии протопланеты стали увеличиваться в размерах, притягивая к себе всё новые и новые пролетающие мимо планетезимали. С ростом массы протопланет увеличивалась и сила гравитации, что подпитывало их дальнейший рост. Наконец, поймав все планетезимали, какие мог, зародыш становился планетой. Последние два этапа, видимо, заняли около 100 млн лет.
Так началась история Солнца и возникшей под действием его силы тяготения системы. Кроме восьми настоящих планет — Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана и Нептуна, есть несколько карликовых, в том числе Плутон, который раньше считали девятой планетой Солнечной системы.
Ближайшие к Солнцу Меркурий, Венера, Земля, Марс имеют твердую поверхность и состоят в основном из силикатов и железа. Эти четыре планеты называют внутренними. Они меньше остальных. Радиус самой маленькой из них, Меркурия, составляет 2439 км, а самой большой, Земли, — 6370 км. Значения их средней плотности тоже близки: если принять плотность воды за 1, плотность Марса равна 3,9, Меркурия — 5,4, Земли - 5,5. Планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун составляют внешнюю часть Солнечной системы. Радиус самой маленькой из них, Нептуна, равен 24 750 км, самой крупной, Юпитера, — 71 600 км. Сформировавшиеся в условиях низких температур на большом удалении от Солнца, они состоят в основном из уплотненных газов, преимущественно водорода и гелия. Карликовая планета Плутон и расположенная за ее орбитой планета-карлик Эрида, видимо, твердые. Их средняя плотность примерно вдвое больше плотности воды.
Вокруг восьми планет Солнечной системы обращаются многочисленные спутники (известно 168). Единственный естественный спутник Земли — Луна. Кроме планет, их спутников и карликовых планет(и их спутников), в Солнечной системе есть и другие объекты. В частности, астероиды (небольшие твердые небесные тела), сосредоточенные в основном в поясе между Марсом и Юпитером, кометы и пылевые кольца вокруг четырех гигантских планет.
Всё еще в прекрасной форме
Разумеется, лучше всех планет изучена Земля. Она отличается колоссальным разнообразием ландшафтов. У нее есть атмосфера, которая защищает поверхность от солнечной радиации, и огромные запасы жидкой воды. Три четверти земной поверхности занимают океаны. Совсем не то что, например, испещренные кратерами бескрайние пустыни Меркурия. Почему же Земля, возникшая в одно время с другими планетами, так сильно отличается от них?
Планеты представляют собой своего рода огромные геологические тепловые машины, приводимые в действие теплом, производимым их недрами. У этого тепла два разных источника. Во-первых, аккреция во время образования планеты. Во-вторых, радиоактивный распад элементов, которые вошли в состав Земли в период ее формирования. Планеты различного размера и массы отличаются мощностью источников тепла и, следовательно, скоростью их истощения. Самые маленькие объекты Солнечной системы уже геологически мертвы, а на Земле, самой большой из твердых планет, геологические процессы все еще продолжаются.
На протяжении первых 700 млн лет после образования твердые планеты подвергались интенсивной бомбардировке метеоритами. Следы обстрелов в виде многочисленных кратеров хорошо видны на Луне, Меркурии и на части поверхности Марса, но на Земле они практически исчезли. Движение литосферных плит, вулканическая активность и эрозия — проявления геологических процессов - удалили шрамы былых времен с лица нашей планеты. На Венере и Марсе вулканическая активность тоже сыграла свою роль: 75% поверхности Венеры и 50% Марса покрыто вулканическими породами. Сегодня вулканическая активность здесь не наблюдается.
Воздух!
Землянина могут привести в ужас атмосферные условия Венеры: все небо затянуто плотными облаками, а средняя температура поверхности достигает 450°С. И все же Венера могла бы стать близнецом Земли. Планеты имеют близкие величины диаметра и массы, а кроме того, Венере удалось сохранить первоначальную атмосферу.
После рождения каждая планета проходит стадию дифференциации своей внутренней структуры, в ходе которой формируются слои (кора, мантия, ядро). Молодая Земля была мало похожа на ту Голубую планету, которая так восхищает космонавтов. На нее непрерывно падали метеориты и астероиды. За счет бомбардировки космическими телами, сжатия собственного планетного вещества и энергии распада радиоактивных элементов поверхность Земли разогрелась до 2000°С, и составляющий ее материал начал плавиться. Наиболее обильные элементы — железо, кислород, кремний и магний — распределились неравномерно. Самые тяжелые - железо и никель — опустились к центру и образовали ядро, а более легкие поднялись вверх, сформировав мантию и литосферу. На железо приходится 35% массы Земли, однако в земной коре его довольно мало (всего около 5%), а большую часть ее массы составляют кислород и кремний (в основном в виде силикатов). В период дифференциации выделяется очень много тепла и газов, что приводит к формированию первичной атмосферы. От массы планеты зависит, сможет ли она удержать эту атмосферу.
Так, Меркурий потерял свою атмосферу — она растворилась в космосе. Точнее, у него есть сверхразреженная атмофера, состоящая из атомов, захваченных из солнечного ветра или выбитых им с поверхности планеты. Атмосферное давление на Меркурии примерно в 500 млрд раз меньше, чем на Земле. Марс крупнее, поэтому смог удержать определенную часть первичной атмосферы, состоящей почти исключительно из углекислого газа.
Более массивные Земля и Венера удержали намного большую часть атмосферы. Но на Венере она тоже состоит в основном из углекислого газа. Ее состав долгое время определялся вулканической активностью и не обновлялся. Укутанная в плотные облака Венера окружена атмосферой, которая не пропускает инфракрасное излучение горячей поверхности планеты, превращая ее в огромный перегретый парник, жизнь в котором невозможна.
Первичная атмосфера Земли в значительной степени тоже состояла из углекислого газа, который высвобождался в ходе вулканической активности. Его и сейчас было бы много в нашей атмосфере, так же как в атмосферах Марса и Венеры, если бы входящий в состав этого газа углерод не оседал на дно морей в виде карбоната кальция.
На Земле, благодаря определенным химическим процессам, значительная часть углекислого газа оказалась связана горными породами. Затем «очищение» атмосферы продолжилось в результате фотосинтеза первых организмов. В итоге возникла земная атмосфера в ее нынешнем виде. Она необходима для поддержания большинства существующих сегодня форм жизни.
Что касается воды, то, возможно, часть ее попала на Землю извне, например с кометами, которые обращались вокруг Солнца по вытянутым орбитам. Значительная часть ядра кометы состоит изо льда, который в случае столкновения кометы с Землей мог растаять. Кроме водорода и кислорода, составляющих воду, в ядре кометы содержатся и другие элементы, в том числе углерод и азот.
Зарождение жизни
Мы всё еще не знаем, как зародилась жизнь на Земле. Ученые выдвинули несколько гипотез. Несомненно, что первые органические молекулы возникли в водной среде, и на их основе могли появиться первые самовоспроизводящиеся структуры, от которых произошли одноклеточные организмы. Очень важно, что древние одноклеточные научились связывать атмосферный углекислый газ и производить кислород. Когда в атмосфере накопилось достаточно кислорода, стало возможным кислородное дыхание. Под действием солнечной радиации в верхних слоях атмосферы из кислорода стал возникать озон, слой которого поглощает смертоносное жесткое ультрафиолетовое излучение Солнца, способное разрушать органические молекулы, в особенности ДНК. Благодаря этому живые организмы смогли выйти из воды на сушу.
Отдаленное будущее
Когда возраст Солнца достигнет почти 9 млрд лет, оно раздуется настолько, что выйдет из равновесия. Мощный источник энергии, так долго питавший Землю, начнет прожигать свои последние запасы водорода. Жар в его глубине достигнет 100 млн градусов Цельсия. Интенсивность солнечного излучения многократно возрастет. Цвет излучения станет краснеть, пока Солнце не превратится в красного гиганта. В результате температура на Земле будет расти, весь лед у полюсов растает, реки и озера высохнут, оставшуюся сушу займут пустыни, и на всей планете будут бушевать чудовищные бури. Растения, а за ними и все биологические виды, включая человека, один за другим погибнут. Последними останутся самые примитивные формы жизни, меньше всех зависящие от остальных организмов и способные переносить жар и жесткое излучение.
Умирающее Солнце продолжит расширяться и наконец его внешние слои поглотят Землю. Нагретая до 4000°С поверхность необитаемой планеты расплавится и вновь станет почти такой же, какой была при рождении, за 10 млрд лет до того…
Но это лишь один из вероятных вариантов конца Света. Земля может погибнуть и задолго до поглощения ее Солнцем в результате столкновения с астероидом или кометой. Даже если при этом наша планета и не будет полностью уничтожена, равновесие на ней окажется сильно нарушенным. Такое столкновение приведет к глобальным бедствиям, череде извержений вулканов, подъему уровня моря, катастрофическому загрязнению атмосферы.
3063
Главная особенность воды океанов и морей - ее соленость. В науке принято измерять соленость числом граммов солей, содержащихся в килограмме морской воды. Так как килограмм равен тысяче граммов, то, измеряя соленость граммами на килограмм, мы, по существу, выражаем ее в тысячных долях - промилле. Поэтому говорят, что соленость «выражается в промилле». Соленость условились обозначать большой латинской буквой S, а промилле - °/00.
Соленость поверхностной воды Черного моря равна восемнадцати промилле. Это значит, что в одном килограмме черноморской воды содержится восемнадцать граммов различных солей.
Средняя соленость воды Мирового океана равна тридцати пяти промилле (S=35°/00). В поверхностной воде океанов и морей наблюдаются довольно значительные отклонения от этой средней величины. Это зависит от того, что количество воды, испаряющейся с какой-либо части поверхности океана, и количество осадков, выпадающих за то же время на ту же поверхность, на разных широтах неодинаково. В экваториальной полосе за год выпадает слой осадков высотой около 2 м, испаряется же воды меньше; поэтому получается избыток пресной воды, который понижает соленость поверхностной воды примерно до 34 °/00.
В субтропической полосе на широтах между 30-35° господствует ясная, сухая погода, осадков выпадает мало, а испарение очень большое. Преобладание испарения над выпадением осадков приводит к тому, что соленость поверхностной воды Мирового океана в субтропиках выше средней: в Северном полушарии 38 °/00, а в Южном - 37 °/00.
В умеренных широтах количество осадков больше, чем в субтропиках, а испарение меньше; поэтому при удалении от тропиков к северу в Северном полушарии и к югу в Южном соленость постепенно приближается к нормальной. В приполярных зонах, где испарение резко понижено, соленость поверхностной воды меньше средней солености Мирового океана. Она не превышает здесь 33-34 °/00
Таким образом, на поверхности Мирового океана наблюдается пониженная соленость в экваториальной зоне и повышенная - к северу и к югу от нее - в субтропических зонах. По направлению к полюсам соленость постепенно понижается, становясь в умеренных широтах нормальной (S=35 °/00). Эта закономерность несколько нарушается океаническими течениями. Холодные течения выносят из приполярных зон в умеренные широты воду пониженной солености, а течения, идущие из субтропиков, несут в умеренные широты более соленую воду.
В прибрежных частях Мирового океана, особенно около устьев больших рек, таких, например, как Амазонка, Конго, Енисей, Лена, Обь, соленость воды на поверхности резко понижается.
Все различия в солености океанической воды, о которых мы говорили, наблюдаются только на поверхности Мирового океана. Их можно заметить в слое воды толщиной в несколько сот метров. Соленость глубинных вод Мирового океана везде почти одинакова и равна 35 °/00.
Как попали в морскую воду находящиеся в ней соли? На своем пути реки растворяют соли, входящие в состав горных пород, а затем выносят соли в океаны и моря.
Тщательные химические анализы показали, что в морской воде содержатся все распространенные на суше химические элементы. Интересно, что соотношения между ними в разных частях Мирового океана одни и те же, т. е. химический состав солей Мирового океана постоянен.
Оказалось, что растворенные в морской воде соли находятся в ней в следующей пропорции (в %):
Хлориды (соли соляной кислоты). . . 88,7
Сульфаты (соли серной кислоты). . . 10,8
Карбонаты (соли угольной кислоты). . . 0,3
Остальные соли………. 0,2
Во всех океанах эти соотношения сохраняются. Это лишний раз показывает единство Мирового океана и свидетельствует о том, что вода океанов хорошо перемешивается.
В речной воде, в отличие от морской, больше всего не хлоридов, а карбонатов. Что же происходит с ними в океане? Их используют обитающие в морской воде живые существа для построения своих раковин и скелетов.
ТЕМПЕРАТУРА МОРСКОЙ ВОДЫ
Из физики известно, что вода по сравнению с воздухом обладает очень большой теплоемкостью. Чтобы нагреть на 1° один кубический сантиметр, или один грамм, воды, нужно затратить одну калорию тепла. Эта же калория может нагреть на 1° более трех тысяч кубических сантиметров воздуха.
Поэтому температура поверхности воды в Мировом океане сильно влияет па температуру воздуха над ней, а следовательно, и на климат тех областей, куда этот воздух проникает благодаря господствующим ветрам.
Самая высокая температура воды на поверхности Мирового океана вдали от берегов наблюдается в экваториальной зоне. Средняя годовая температура доходит там до 28°. У берегов на мелководье вода прогревается еще больше. Интересно, что в течение года в экваториальной зоне температура океанической воды почти не меняется. Самая высокая температура обычно бывает выше средней не больше чем на один градус. Настолько же ниже средней оказывается и минимальная температура. Происходит это потому, что в экваториальной зоне приход солнечного тепла в течение года очень равномерен, так как продолжительность дня круглый год равна приблизительно 12 часам, а солнце в полдень оказывается около зенита.
От экваториальной зоны и к северу и к югу средние годовые температуры поверхности воды начинают понижаться и в субтропиках доходят до 20°. В субтропической зоне солнце в полдень летом поднимается почти к зениту. В это время день намного длиннее ночи. Зимой день короче и солнце в полдень не поднимается так высоко. Поэтому разница в приходе солнечного тепла летом и зимой значительна. Самые высокие и самые низкие температуры воды могут отличаться от средней годовой до 5°. Например, средняя годовая температура воды равна 22°, самая высокая (максимальная) 27°, а самая низкая (минимальная) 17°. Соответственно этому меняется и температура воздуха.
От субтропиков по направлению к полярным кругам средняя годовая температура поверхностной воды быстро понижается и, наконец, зимой доходит до температуры, при которой образуется лед,
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Мировой океан – это совокупность четырёх океанов нашей планеты: Тихого, Атлантического, Индийского и Северного Ледовитого. Мировой океан омывает берега всех материков, но в отличие от суши он – единое пространство. Океан занимает 71% поверхности нашей планеты (около 360 млн км 2).
Дно океанов сложено трёхслойной земной корой океанического типа. В отличии от материковой земной коры она имеет меньшую мощность – 5-10 км. В рельефе дна океанов принято выделять следующие составные части: подводные окраины материков, переходная зона, ложе океана.
В отличие от материков действие внешних рельефообразующих процессов выражено в океанах значительно слабее. Вследствие этого дно океана по сравнению с земной поверхностью более однородно.
Средние глубины океана составляют около 3700 м, при этом в открытых его частях наименьшие глубины отмечаются в районах срединно-океанических хребтов, а максимальные приурочены к глубоководным желобам.
Водные массы Мирового океана характеризуются рядом свойств, главными из которых являются температура и солёность вод.
Температура воды Мирового океана изменяется как в горизонтальном, так и в вертикальном направлении. Температура поверхности вод изменяется зонально, понижаясь в направлении от экватора к полюсам. Это связано с тем, что земная поверхность у экватора в силу более отвесного падения солнечных лучей получает большее количество солнечного тепла. Температура поверхностных вод океана в районе экватора составляет 25˚-28˚. В районе Северного полюса температура поверхности вод может опускаться до 0˚ и даже чуть ниже (-1,3˚), так как солёная вода замерзает при отрицательных температурах.
С глубиной температура вод в Мировом океане понижается в связи с тем, что солнечные лучи не в состоянии обогреть всю водную толщу.
Средняя солёность Мирового океана – 35%, то есть в 1 литре океанической воды растворено 35 г солей. Солёный вкус морской воды объясняется присутствием хлоридов, а горький вкус ей придают соли магния. Показатель солёности поверхностных вод определяется соотношением количества атмосферных осадков и величины испарения. Большой приток атмосферной влаги распределяет воду, значительное испарение, напротив, повышает солёность, поскольку соли вместе с водой не испаряются. Наивысшая солёность вод свойственна тропическим широтам, а Красное море вообще является самым солёным морем мирового океана.
Воды Мирового океана находятся в постоянном движении. К основным видам динамики вод относятся волны (ветровые и цунами), течения, приливы и отливы.
Поверхностные течений могут возникать в связи с различными причинами. В соответствие с этим различают виды течений: ветровые (дрейфовые); при неравномерных распределениях температур или солености (плотностные); приливно-отливные в связи с притяжением Луны; градиентные при изменении атмосферного давления; стоковые; компенсационные при отливе соседней водной массы и др.
Однако главной причиной возникновения океанских течений являются ветры общей циркуляции атмосферы: пассаты, западный перенос и другие. В каждом из полушарий система течений образует своеобразные гигантские «восьмёрки».
По температуре течения делятся на тёплые и холодные. При этом абсолютная температура воды в данном случае не играет роли. Важна температура воды течения по отношению к окружающих вод. То есть тёплое течение – мощная струя более тёплой воды среди более холодной. Общее направление тёплых течений – от экватора к полюсам, холодных наоборот, – от полюсов к экватору. Океанские течения оказывают значительное влияние на климат прибрежных территорий, которые они омывают. Так, холодные течения препятствуя подъёму воздуха, способствуют уменьшению количества осадков. На субтропических побережьях, омываемых холодными течениями (Перуанское, Бенгальское), формируются береговые пустыни (Атакама, Намиб).
Мировой океан – место зарождения жизни на Земле. Условия существования живых организмов в воде более благоприятны по сравнению с сушей. Здесь отсутствуют резкие колебания температур, окружающая вода поддерживает тело организма в пространстве. Общее число видов живых организмов Мирового океана приближается к 160 тысячам. При этом большую часть биомассы океана, в отличие от суши, составляют животные.
Мировой океан имеет огромное значение в хозяйственной деятельности человека. Океан – источник природных ресурсов. Главное – биологические ресурсы: рыба, морепродукты, морской зверь, раковины, жемчуг и т.д. Кроме биологических начали активно использовать минеральные ресурсы, в первую очередь нефть и газ шельфовых зон. Огромны потенциальные энергетические ресурсы. Кроме того, по океану проходят важнейшие транспортные магистрали, обслуживающие мировую торговлю. Побережья океанов широко используются в рекреационных целях.
Остались вопросы? Хотите знать больше о Мировом океане?
Чтобы получить помощь репетитора – .
Первый урок – бесплатно!
blog.сайт, при полном или частичном копировании материала ссылка на первоисточник обязательна.
